Ход наземных испытаний двигателя для ВТС А400М (2007)

Подполковник О. Крылов

Успешно завершилась первая серия наземных испытаний экспериментального образца турбовинтового двигателя (ТВД) TP400-D6 на опытном полигоне фирмы "Снекма" (Истрес, юг Франции). Эта силовая установка (СУ) разработана компанией EPI (Europrop International - "Европроп интернэшнл") для оснащения военно-транспортного самолета (ВТС) А400М концерна "Эрбас милитэри". В состав EPI вошли ведущие европейские авиа-двигателестроительные компании: ITP (Испания), MTU (Германия), "Роллс-Ройс" (Великобритания) и "Снекма" (Франция).

В основу ТВД TP400-D6 положена схема двухконтурного турбореактивного двигателя М88, которым оснащен тактический истребитель "Рафаль". Он состоит из пятиступенчатого вентилятора, шестиступенчатого компрессора высокого давления (КВД), основной камеры сгорания, двух одноступенчатых турбин высокого и низкого давления, а также из трехступенчатой "свободной" турбины, мощность с которой через редуктор передается на восьмилопастный воздушный винт FH386 (фирма "Ратье-Фиже"), выполненный из композиционных материалов.

Основными особенностями ТВД TP400-D6 являются усовершенствованная конструкция вентилятора, обеспечивающая нормальную работу двигателя в условиях низких температур и при попадании в газовоздушный тракт посторонних предметов, прежде всего птиц, а также противоположное направление вращения роторов турбин высокого и низкого давления для повышения эффективности рабочего процесса.

Компоновочная схема двигателя TP400-D6

Ответственность за разработку основных узлов двигателя и выполнение работ распределена между партнерами следующим образом:
- "Снекма" (32,2 % участия) - камера сгорания, турбина высокого давления, система смазки (совместно с "Текспейс аэро"), пусковое устройство, блок встроенного контроля, редуктор и агрегаты обслуживания СУ (совместно с "Испана-Сюиза"), а также установка двигателей на самолеты;
- "Роллс-Ройс" (25 %) - воздушная и масляная системы, вся механическая часть двигателя, компрессор высокого давления, вал низкого давления, промежуточный корпус компрессора, несущие опоры, термонапряженная опора турбины;
- MTU (22,2 %) - компрессор среднего давления, турбина среднего давления, средний вал, программное обеспечение блока встроенного контроля двигателя, окончательная сборка и испытания;
- ITP (20,6 %) - входное и выходное устройства, турбина низкого давления, внешние агрегаты оборудования двигателя и специальное испытательное оборудование.

Прямым подрядчиком по изготовлению главного редуктора, передающего мощность на воздушный винт, выбрана компания "Авио" (Италия).

Основные характеристики двигателя

Массогабаритные размеры: длина 3,5 м, диаметр 0,92 м, масса 1 860 кг. Тип двигателя - трехвальный турбовинтовой. Воздушный винт (ВВ) FH386 диаметром 5,3 м однокаскадный, с восемью лопастями, рассчитан на работу при скорости вращения 840 об/мин, крейсерский режим 730 об/мин. Редуктор двухступенчатый планетарный. Компрессор низкого давления имеет пять ступеней с постоянным внешним диаметром и неподвижными лопатками направляющего аппарата, а компрессор высокого давления - шесть. Входные направляющие аппараты и первые две ступени статора - с поворотными лопатками. Степень сжатия компрессора 25. Камера сгорания - кольцевая. Трехступенчатая турбина низкого давления (силовая) с переменным (увеличивающимся диаметром) передает мощность на редуктор воздушного винта. Реактивное сопло отклонено от осевой линии СУ немного вниз.

Разработчики рассчитывают, что эксплуатационные характеристики TP400-D6 (жизненный цикл, надежность и ремонтопригодность) значительно лучше, чем у ныне существующих образцов. Этот двигатель сконструирован по модульному типу, что позволяет наземным специалистам оперативно производить замену отдельных узлов, в том числе и по мере разработки их усовершенствованных аналогов. Ожидается, что TP400-D6 будет самым мощным из существующих на Западе образцов.

Предварительная договоренность по созданию двигателя была достигнута 30 августа 2000 года, когда компании-участницы подписали соглашение о совместной разработке и производстве турбовинтового двигателя, предназначенного для оснащения ВТСА400М также интернациональной разработки, который предназначен для решения военных, миротворческих и гуманитарных задач во всех регионах мира. Этой СУ предполагалось стать "единственным действительно европейским двигателем из когда-либо разрабатывавшихся".

Первоначально в конкурсных разработках силовой установки принимали участие канадское отделение фирмы "Пратт энд Уитни", предлагавшее усовершенствованный вариант турбовинтового двигателя PW150, и европейские компании (ТВД ТР400). В 2002 году была создана EPI. Основная деятельность развернулась в мае 2003 года после подписания между "Эрбас милитэри" и EPI контракта, по условиям которого должно было быть произведено свыше 750 двигателей для оснащения ими начиная с 2009 года 180 ВТС А400М Германии (60), Франции (50), Испании (27), Великобритании (25), Турции (10), Бельгии (7) и Люксембурга (1). Кроме того, ожидается увеличение этой цифры за счет экспортных поставок, в частности в ЮАР.

В том же году в г. Мадрид создается специальный орган для решения координационных вопросов. В 2004-м представлен предварительный конструкторский облик двигателя и начата его разработка, проводятся первые стендовые испытания компрессора среднего давления и принимается рабочий проект будущего двигателя.

В 2005 году начались стендовые испытания системы управления TP400-D6 и компрессора высокого давления. 28 ноября того же года руководство EPI объявило о том, что в г. Людвигсфельд (Германия) был успешно произведен первый пуск СУ, результаты которого оправдали надежды разработчиков. Оснащенный измерительной аппаратурой двигатель был установлен на новый испытательный стенд с гидротормозом перед выходным валом главного редуктора. При проведении детальных исследований специалисты выполнили около тысячи измерений с целью изучения деформации и динамических свойств. При этом двигатель наработал 35 ч и была достигнута мощность 7 964 кВт. По результатам проверок фирмы - участники проекта приняли окончательное решение об облике ТР400.

28 февраля 2006 года состоялось первое официальное испытание СУ, оснащенной ВВ, редуктором с системой управления, а также новейшей системой управления внутренним контуром двигателя и внешними агрегатами обслуживания двигателя. При проведении теста, включавшего проверку силовой установки при флю-гировании и на "малом газу", была развита мощность 745 и 1 190 кВт соответственно, что составляет около 15 % максимально возможной (8 200 кВт). На тот день общая наработка двигателя составила 45 ч. Испытания двигателя, оснащенного ВВ, также дали возможность проверить работу его блока электронного управления.

Последующие тесты будут проходить на втором высокооснащенном измерительным оборудованием образце ТР400, сборку которого уже закончила компания ЕР1 в г. Аджал-вир (Испания). Они будут включать в том числе проверку лопаток компрессора на попадание в него птиц. Перед тем как этот образец будет отправлен в центр испытания двигателей в г. Саклей (Франция) для проведения смоделированных высотных испытаний газовоздушного тракта, с него будут сняты данные о ТТХ на оборудовании компании MTU в г. Люгсфельд (Германия).

В 2007 году должен пройти оценочные 200-часовые полетные испытания двигатель, установленный на самолете С-130, модернизированном британской фирмой "Маршал аэроспейс".

Новая СУ должна обеспечить военно-транспортному самолету А400М более короткие взлетную и посадочные дистанции, а также выполнение десантирования личного состава и грузов на меньших скоростях.

В настоящее время руководство ЕР1 обсуждает программу европейского содружества в плане будущих условий технического обслуживания этого двигателя. Вероятно, при этом за основу будет взят принцип "время - деньги". "Концепции обслуживания, которые мы предлагаем заказчикам, основаны на широком опыте работы с гражданским флотом, -заявляет управляющий директор компании Хосе Массол. - Ожидается, что эти дискуссии закончатся в 2007 году". Организация по координации и сотрудничеству европейских стран в области создания вооружений (OCCAR) приступит к изучению условий обслуживания ВТС А400М в течение ближайших 10 лет. Первые самолеты такого типа намечается поставить французским ВВС в октябре 2009 года.

Зарубежное военное обозрение. 2007, №1, С. 44-46